《傳感器與檢測技術》課程的教學思考

張常玲

【摘要】隨著機器人、自動化生產線、人工智能等技術的迅速發展，對傳感器的需求也在不斷增加。傳感器與檢測技術也成為現代科學領域中一門及其重要的學科，是自動控制專業、計算機應用、機電一體化等專業的專業課程。該課程理論和實踐結合緊密，針對目前理論教學占主導所存在的弊端，本文根據該課程內容和特點，對傳統的教學方法進行了探討，并提出行之有效的增強課堂趣味性，激發學生興趣的教學方法。

【關鍵詞】傳感器與檢測技術 教學思考

【中圖分類號】TP212-4；TP274-4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）27-0283-02

引言

隨著科學技術的發展，檢測技術已廣泛應用于人類科研、生產和生活等活動領域，是服務于其他學科的工具，傳感器處于研究對象與檢測系統的接口位置，是感知、獲取與檢測信息的窗口[1]，一切科學研究與自動化生產過程要獲取的信息，都要通過傳感器獲取并通過它轉換成容易傳輸與處理的電信號。若將計算機看作人的大腦，那么傳感器就可以看作人的感覺器官，沒有功能正常的而完美的感覺器官，就不能迅速而準確地采集與轉換檢測到的外界信息?？茖W技術越發達，自動化程度越高，對傳感器的依賴性越大。

傳感器與檢測技術是一門知識和技術都很密集的新興學科，是集機、光、電知識與一體，涉及信息的獲取、變換、處理、顯示等檢測知識，實踐性很強的一門綜合性應用技術[2]，與計算機原理及應用、數字技術和自動控制理論等課程均有聯系，在學習時，必須對相關課程有一定的了解。該課程是一門實踐性很強的應用技術，學習時務必聯系實際，著眼于應用，，學而用之，且章節與章節之間都是獨立的，內容分散，缺乏系統性和連續性。不同類型的傳感器，檢測原理和結構也不盡相同，聯系較少，很難做到觸類旁通，這對基礎有些薄弱的技師學生來講，傳統的教學方式很難調動大家學習的興趣。

一、理論教學方法的思考

《傳感器與檢測技術》是我校機電一體化專業的一門專業基礎課，總學為40，其中教學學時32，實驗學時8，以往這門課的理論教學都是以傳感器的工作原理、理論推導和定量分析為主，相對比較枯燥。學生本身對此就比較陌生，與該課程相關的基礎知識也相對薄弱，完全是“填鴨式”教學，導致學生學習興趣低，無法對對大量的理論知識進行消化和記憶，最終對整個課程所講知識掌握了了。實驗學時的安排一般都是固定安排好的，與理論教學進度不太一致，在針對教學中所講的傳感器的檢測原理進行驗證時，學生對前面講的課本內容都已經生疏或淡忘，整個實驗過程就是根據實驗指導書進行接線、測量和記錄，很難與所學理論知識聯系起來，實驗效果大打折扣。另外實驗內容主要是對傳感器原理特性進行驗證，很少與傳感器的實際應用聯系起來，比如不同場合傳感器的選擇、安裝和連接方式等，這對學生的專業應用能力和綜合能力的提高作用不大[3]。本文針對理論和實驗教學的內容和方法進行了初步的探討與改進，總結幾點新的教學方法并不斷完善，取得了一定的效果。

（一）多媒體

本課程的講授中，注重培養學生的學習興趣，將傳感器的內容講授與生活中的應用聯系起來。理論知識的講解以生活中實際接觸的物體為切入點，上網查詢資料，下載一些圖片及動畫，增強課堂趣味性，在課堂上播放，與學生交流，探討應用到傳感器技術的物品以及場合。如介紹傳感器的基本知識時，先引導學生思考生活中有哪些應用傳感器的，然后提出實例并配以圖片，電子體溫計為什么可以測體溫、電飯鍋的保溫功能怎么實現的、變頻空調怎么控溫的、光控點燈以及煙霧報警器等。在介紹應變式傳感器的時候，向學生介紹電子稱重計的工作原理，并配以動態圖，更直觀的展示稱重時應變如何發生形變，從而達到稱重目的的。通過這種講解，讓學生認識到傳感器與我們的生活緊密相關，提高他們學習的積極性。

每個章節抽取一個知識點，采用任務驅動教學法[4]，通過任務實現教學目標的一種教學方法，即老師安排一些任務給學生，要求學生通過網絡和圖書館，制作PPT，下次上課時在課堂宣講，把自己查詢的知識分享給大家。學生在完成任務的過程，發揮了自身主體性和主動性，加深了對知識的理解，同時在課堂上宣講時，體驗角色互換，展現自我，即掌握了知識也鍛煉了自己。

（二）模塊化

課程結構采用模塊化教學，把不同傳感器按照其相似性分類，一類作為一個模塊，進行類比教學。如把以轉換原理來把電感式、電容式、應變片式傳感器歸為一個模塊。在對每一個傳感器進行講解時，把他與之相關的知識體系，繪制一個框圖。同時根據學生專業，如機電專業的學生對工業上常用的電容式、電感式、光電式傳感器進行重點講解。

二、實驗課教學的思考

該課程的實驗環節，一般分為基礎性實驗、設計性實驗和綜合性實驗[5]?；A性實驗主要以驗證性實驗為主，在此基礎上可以適當增加學生的自主設計實驗，鍛煉學生理論和實踐結合的能力，做到學以致用。綜合性實驗有利于培養學生的自主設計能力。但由于實驗室實驗條件有限，進行的都是基礎性實驗，即對課本上傳感器的原理進行驗證，如霍爾傳感器測位移和熱電阻測溫原理等。另外由于實驗儀器不足，采用分組實驗、多人合用儀器的方式教學，由于實驗時間有限，總是會出現有同學操作，有的同學在旁觀的現象，無法保證每個同學都有動手的機會，相對于單人獨立實驗，質量和效果都大打折扣。

在實驗室現有的實驗條件下，希望可以購買更多的數字式傳感器和一些價格便宜又經常用到的小型傳感器以及信號調理電路，讓同學對傳感器有個更直觀的認識，并利用這些設備，完成一些設計性實驗，培養學生自主學習能力的同時加深對所學知識的理解和掌握。

三、結語

現代教育主要是以人為本、培養創新型人才的教育。專業課程的教學要盡可能采用多種方式教學，做到理論與實踐結合，進一步提高課堂教學和實驗教學的質量，在教學內容方面，隨時關注現代傳感器的發展，及時反映新的傳感器技術，縮短教學與工業實際應用之間的距離。

參考文獻：

[1]朱自勤.傳感器與檢測技術[M].北京：機械工業出版社，2013.8：10.

[2]宋述燕、，陳家鳳.《傳感器技術及應用》教學方法探討[J].實驗科學與技術，2008（6）：104-105.

[3]任瑋.《傳感器技術及應用》教學的思考與實踐[J].職業教育研究，2006（10）：87--88.

[4]曹良玉，趙堂春.《傳感器技術及其應用》課程改革初探[J].職教之窗，2005（12）：62--64.

[5]章潔，沈艷等.《淺談傳感器與檢測技術》教學內容及方法的研究與探索[J].教育教學論壇，2017（13）：134——135.